初中物理力学实验教学设计案例.docxVIP

初中物理力学实验教学设计案例

引言

初中物理力学是整个物理学的基础，而实验则是物理教学的灵魂。有效的实验教学设计，不仅能够帮助学生直观理解抽象的物理概念和规律，更能培养他们的观察能力、动手操作能力、分析解决问题的能力以及科学探究精神。本文精选了三个初中物理力学中的核心实验，从实验目的、原理、器材、步骤、数据处理到教学反思与拓展，进行了较为详尽的教学设计，力求为一线物理教师提供具有实用价值的参考。

案例一：探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关

一、实验目的

1.探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。

2.探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。

3.学习运用控制变量法研究物理问题。

4.学习正确使用弹簧测力计测量滑动摩擦力。

二、实验原理

根据二力平衡条件，当物体在水平面上做匀速直线运动时，物体在水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力大小相等、方向相反。因此，只要用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，读出弹簧测力计的示数，就可以得到木块所受滑动摩擦力的大小。

三、实验器材

长方体木块（带挂钩）、长木板、弹簧测力计、砝码若干、毛巾（或砂纸）、玻璃板（或光滑塑料板）。

四、实验步骤

1.测量木块在水平木板上的滑动摩擦力（控制压力和接触面粗糙程度）：

*将长木板平放在水平桌面上。

*用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在长木板上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数F?，并记录在表格中。此示数即为木块与木板间的滑动摩擦力大小f?=F?。

2.探究滑动摩擦力与压力大小的关系（控制接触面粗糙程度不变）：

*在步骤1的木块上放上一个砝码，增大压力。

*再次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块（及砝码）在同一长木板上做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数F?，并记录。此时滑动摩擦力f?=F?。

*可以再增加一个砝码，重复上述操作，读出并记录F?，f?=F?。

3.探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系（控制压力不变）：

*保持木块上砝码数量不变（或不加砝码，回到步骤1的压力）。

*将毛巾（或砂纸）铺在长木板上，模拟粗糙接触面。

*用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在毛巾表面做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数F?，并记录，f?=F?。

*（可选）将玻璃板（或光滑塑料板）放在长木板上，模拟更光滑接触面，重复上述操作，读出并记录F?，f?=F?。

五、数据记录与分析

实验次数

实验条件

弹簧测力计示数F/N

滑动摩擦力f/N

实验结论初步猜想

:-------

:---------------------------

:----------------

:------------

:-----------------------------

1

木块、木板、无砝码

2

木块、木板、加1个砝码

接触面粗糙程度相同时，压力越___，摩擦力越___

3

木块、木板、加2个砝码

4

木块、毛巾表面、（与实验1或2相同压力）

压力相同时，接触面越___，摩擦力越___

5

（可选）木块、玻璃板、（同上压力）

分析论证：

*比较实验1、2、3的数据，得出滑动摩擦力与压力大小的关系。

*比较实验1（或2）与实验4（及5）的数据，得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。

六、注意事项

1.弹簧测力计使用前应检查指针是否指零，必要时进行校零。

2.实验时，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，此时拉力才等于摩擦力。这是本实验的关键，学生操作时可能难以保持匀速，教师应加以指导和强调。

3.读数时，视线应与弹簧测力计刻度盘垂直。

4.确保接触面平整，木块在运动过程中不发生明显的翻转或晃动。

5.实验结束后，整理好实验器材。

七、教学反思与拓展

*重点难点突破：本实验的核心在于理解“匀速直线运动时拉力等于摩擦力”这一关键点。可以通过提问、演示（如加速和减速拉动时测力计示数的变化）帮助学生理解。控制变量法的应用也是教学重点，要引导学生明确每次实验改变的量和不变的量。

*学生参与：可以让学生分组进行实验，明确分工（如操作员、读数员、记录员、分析员），培养合作探究能力。

*误差分析：引导学生思考实验中可能存在的误差来源，如很难严格做到匀速直线运动、测力计本身的误差、接触面粗糙程度不完全均匀等。

*拓展延伸：提出问题，如“滑动摩擦力的大小与物体运动速度有关吗？”“与接触面积大小有关吗？”鼓励学生设计实验进行探究，进一步巩固控制变量法。可以介绍滚动摩擦与滑动摩擦的区别，联系生活中的应用（如轴承）。

案例二：探究浮力的大小与哪些因素有关

一、实验目的

1.通过实验探究浮力的大小与哪些因素有关。

2.学习使用弹簧测力计测量浮力的